集散系統(tǒng)中PID參數(shù)整定與控制器優(yōu)化

PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被 控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主 要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng) 曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需 要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。

在實際調(diào)試中，只能先大致設(shè)定一個經(jīng)驗值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改。

對于溫度系統(tǒng)：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3

對于流量系統(tǒng)：P（%）40--100，I（分）0.1--1

對于壓力系統(tǒng)：P（%）30--70，I（分）0.4--3

對于液位系統(tǒng)：P（%）20--80，I（分）1--5

參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查

先是比例后積分，最后再把微分加

曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降

曲線波動周期長，積分時間再加長

曲線振蕩頻率快，先把微分降下來

動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長

理想曲線兩個波，前高后低4比1

一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低

本書是作者多年來在基于自然計算的PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)方面進行深入研究的基礎(chǔ)上撰寫而成的。在吸收國內(nèi)外許多具有代表性的最新研究成果的基礎(chǔ)上，本書著重介紹作者在這一領(lǐng)域的研究成果，主要包括:PID控制器參數(shù)整定方法;分?jǐn)?shù)階PID控制器的參數(shù)整定;基于QDRNN的多變量PID控制器參數(shù)整定;數(shù)字PID控制器的FPGA實現(xiàn);基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的FPGA實現(xiàn);基于遺傳算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn);基于粒子群算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn);主要算法的基本程序。

本書可作為與自動化相關(guān)專業(yè)的師生、研究人員以及工程技術(shù)人員的參考書。

前言

第1章 緒論

第2章 PID控制器參數(shù)整定方法

第3章 分?jǐn)?shù)階PID控制器的參數(shù)整定

第4章 基于QDRNN的多變量PID控制器參數(shù)整定

第5章 數(shù)字PID控制器的FPGA實現(xiàn)

第6章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的FPGA實現(xiàn)

第7章 基于遺傳算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)

第8章 基于粒子群算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)

附錄

參考文獻